骨免疫學研究：微環境與結構的關聯解析結合X射線的骨結構分析與熒光標記的免疫細胞（如CD45+白細胞），系統在骨髓炎模型中觀察到炎癥細胞聚集區域（熒光強度高2.5倍）的骨小梁破壞程度較非聚集區嚴重3倍，且通過時序成像發現免疫細胞浸潤先于骨破壞24小時。這種“免疫-骨”互作的可視化技術，為骨免疫學研究提供空間與時間維度的動態數據，助力開發靶向骨微環境的免疫醫治策略。在骨腫塊藥敏實驗中，X射線一熒光成像系統量化腫塊體積變化與熒光標記的細胞凋亡信號。
術中放療劑量引導：雙模態影像的醫治優化結合X射線的骨結構成像與熒光標記的放療敏感器（如H2AX探針），系統在骨腫塊術中放療中實時評估劑量分布：X射線定位腫塊邊界，熒光監測放療誘導的DNA損傷（熒光強度與劑量呈線性相關，R=0.98）。該技術可避免傳統放療的劑量盲區，在犬骨腫塊模型中使腫塊局部控制率提升30%，同時通過熒光信號調控放療劑量，將正常骨組織的輻射損傷降低50%，實現“精細放療-保護正常組織”的雙重目標。該系統在骨代謝疾病中通過X射線評估骨轉換率，熒光標記代謝相關蛋白酶活性。
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